GaN-Leistungsstufe 400-W-Motorantrieb mit integrierter eGaN-Endstufe

Die von Efficient Power Conversion vorgestellte Leistungsstufe EPC2152-ePower soll für mehr Performance und kleinere Baugrößen bei BLDC-Motoranwendungen sorgen. Mit dem Demo-Board EPC9146 will EPC das belegen.

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Mit der Entwicklunsplatine EPC9146 zeigt Efficient Power Conversion (EPC) eine 400-W-Motoransteuerung. Das Power Board enthält drei unabhängig von einander gesteuerte Halbbrücken mit der monolithischen ePower-Leistungsstufe EPC2152 und mit integriertem Gate-Treiber bei 80 V maximaler Spannung und 15 A maximalem Ausgangsstrom (10 A_eff). Unter Volllast kann das Board mit einer PWM-Frequenz bis zu 3 MHz betrieben werden. Das Wechselrichter-Board misst 81 mm x 75 mm und erreicht laut EPC bei einer Ausgangsleistung von 400 W einen Wirkungsgrad von 98,4%.

Diese Platine ist mit individuell gestalteten, eigenen Boards kombinierbar, sodass die EPC-Platine direkt über verschiedene gängige Mikrocontroller-Boards angesteuert werden können. Auf diese Weise sind vorhandene Ressourcen für eine schnellere Entwicklung nutzbar. Das EPC9146 lässt sich derart konfigurieren, dass es für mehrere Anwendungen geeignet ist, einschließlich 3-Phasen-Motorantriebe für Robotik, Drohnen, E-Bikes, E-Scooter, mehrphasige Interleaving-Buck-Wandler und Vollbrückenwandler.

Alex Lidow, CEO von EPC, sagte dazu bei der Vorstellung auf den PCIM Europe Digital Days 2021: „Damit bieten die eGaN-FETs und eGaN-ICs das schnelle Schalten, die geringe Größe und die geringen Kosten, die erforderlich sind, um die Baugröße und das Gewicht von BLDC-Motoren weiter zu verringern und auch hörbare Geräusche zu reduzieren. Ebenso wird das Drehmoment für schnellere Reaktionszeiten verbessert und der Wirkungsgrad erhöht.“

Damit soll laut Lidow das Entwicklungsboard EPC9146 ein geeignetes Mittel sein, um die Möglichkeiten der GaN-basierten Leistungsstufe EPC2152 und deren Anwendungen zu erweitern und dabei von einer einfacheren Entwicklung bei gleichzeitig höherer Leistungsfähigkeit zu profitieren.

Das Demo-Board EPC9146 kostet 326,52 US-$. Das EPC9146KITA, das auch ein Mikrocontroller-Board mit dem Digital-Signal-Controller (DSC) dsPIC33EP-MC von Microchip enthält, hat einen Preis von 555,98 US-$.

Beide Optionen stehen ab sofort über Digi-Key zur Verfügung.

EPC war nach eigenen Angaben der erste Chip-Hersteller, der Enhancement-Mode-Galliumnitrid-auf-Silizium-FETs (kurz eGaN) als Ersatz für Leistungs-MOSFETs eingeführt hat. Davon profitieren sollen Anwendungen wie DC/DC-Wandler, Wireless Power, Envelope Tracking, HF-Übertragung, Wechselrichter, Fernabtastung (Lidar) und Klasse-D-Audioverstärker durch eine vielfach höhere Leistungsfähigkeit im Vergleich zu den besten Silizium-basierten Leistungs-MOSFETs. EPC fokussiert die Entwicklung auf ein stetig wachsendes Angebot eGaN-basierter ICs.

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